3.4. Инвертирующий усилитель

3.4.1. Соберите на базе модуля № 9 в соответствии с рис.3.4,а инвертирующий усилитель и снимите АЧХ усилителя, подавая на его вход напряжение с ГНЧ амплитудой 100 мВ. Измерения выполняйте на частотах, указанных в табл.3.1. Составьте таблицу, содержащую результаты измерений.

3.4.2. Постройте АЧХ на том же рисунке, на котором построена АЧХ ОУ без обратной связи. Определите граничную частоту усилителя f_в^и.

3.4.3. Сравните значение коэффициента усиления на частоте 50 Гц со значением, рассчитанным из выражения

К^и_иос = - .

Рис 3.4. Усилители на ОУ: а-инвертирующий; б-неинвертирующий

3.4.4. Определите входное сопротивление усилителя на частоте 50 Гц, измерив поочередно выходные напряжения U′_вых и U_вых соответственно при резисторе R3, подключенном последовательно резистору R18=10 кОм, и без него. Входное сопротивление

Сравните полученное значение с теоретическим ( ).

3.4.5. Убедитесь в том, что усилитель является инвертирующим.

3.5 Исследование неинвертирующего усилителя

3.5.1. Соберите на базе модуля № 9 в соответствии с рис.3.4,б неинвертирующий усилитель и снимите АЧХ усилителя и постройте ее на том же рисунке, на котором построена АЧХ ОУ без обратной связи. Определите граничную частоту усилителя f_в^н. Амплитуду входного сигнала возьмите равной 200 мВ.

5.2. Сравните значение коэффициента усиления на частоте 50 Гц со значением рассчитанным из выражения

К^н_иос = .

5.3. Убедитесь в том, что входное сопротивление неинвертирующего усилителя значительно больше входного сопротивления инвертирующего усилителя. Для этого проведите измерения в соответствии с пунктом 3.4.4. Объясните полученный результат.

3.6. Суммирующий усилитель

6.1. Предложите и соберите схему суммирующего усилителя, выходное напряжение которого U_вых = - (U₁+10U₂).

6.2. Проверьте правильность работы схемы для сигналов u₁(t) = u₂(t) = =U_msin2πft. Зарисуйте осциллограммы входных и выходного сигналов при f = 50 Гц и U_m =200 мВ.

4. Отчет

В отчет необходимо включить:

• цель лабораторной работы;

• схему измерения напряжения смещения ОУ, схему для измерения АЧХ ОУ без обратной связи, схемы всех изученных линейных устройств на ОУ;

• экспериментальные данные;

• характеристики ОУ и линейных устройств на ОУ, полученные из экспериментальных данных;

• осциллограммы входных и выходных сигналов изученных линейных устройств на ОУ;

• выводы.

5. Вопросы и задания для самопроверки

• Какие усилители принято называть операционными?

• Назовите основные параметры, характеризующие реальный операционный усилитель.

• К какому классу усилителей относится ОУ?

• Почему один из входов операционного усилителя называется инвертирующим, а второй – неинвертирующим?

• Что такое напряжение смещения операционного усилителя?

• Назовите две схемы включения операционного усилителя.

• Исходя из вида обратных связей в схемах с инвертирующим и неинвертирующим включением операционного усилителя сделайте вывод о том, для какой из них входное сопротивление больше.

• С какой целью в операционном усилителе осуществляют частотную коррекцию АЧХ?

• Чем объясняется широкое использование ОУ?

• Что такое обратные связи в усилителях и как они используются при построении конкретных устройств на базе ОУ?

• Поясните принцип построения инвертирующего и неинвертирующего усилителей на базе ОУ.

• Как определяется коэффициент усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителей?

6. Литература

1. Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника: Учеб. Пособие для инженерно-эконом. спец. вузов. – М.: Высш. Шк., 1987. -448с.

2. Электротехника и электроника: Учебник для сред. проф. образования/Б.И. Петленко, Ю.М. Иньков, А.В. Крашенинников и др.; Под ред. Б.И. Петленко. – М.; Издательский центр «Академия», 2003. – 320 с.

Лабораторная работа №4. ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Используемые модули: №№ 1, 10, 13

1. Цель лабораторной работы

Цель лабораторной работы:

• изучить регенеративный усилитель с мостом Вина;

• изучить регенеративный усилитель с трехзвенной фазосдвигающей цепью типа R-параллель;

• изучить RC-генератор с мостом Вина;

• изучить RC-генератор с трехзвенной фазосдвигающей цепью типа R-параллель.

2. Сведения из теории

Генератором называется устройство, преобразующее энергию постоянного тока в энергию электрических колебаний постоянной формы и частоты.

По форме генерируемых колебаний генераторы можно условно разделить на генераторы гармонических (синусоидальных) колебаний и генераторы релаксационных колебаний.

Гармонические колебания можно получить только в генераторах, в состав которых входят колебательные цепи. Релаксационные колебания могут иметь место в генераторах с как колебательными цепями, так и без них.

Аналогично усилителям генераторы гармонических колебаний по диапазону частот делятся на низкочастотные генераторы и высокочастотные генераторы.

В дальнейшем под термином «генератор» будем понимать автогенератор.